[实用新型]一种宽输入电压的高精度电压跟随器

说明书

本实用新型公开了一种宽输入电压的高精度电压跟随器，其包括耐高压的NMOS管M10和M11、运算放大电路、钳位电路和恒流源，所述NMOS管M10为电压跟随器的输出级连接电压输出端，NMOS管M11为电压跟随器的输入级连接电压输入端，所述运算放大电路是由多个低压器件构成的标准运放电路，该运放电路分别连接电压输入端、高压端和浮地端，且其两端间最大压差通过所述钳位电路进行钳制，所述恒流源为电路提供恒定的电流，其包括恒流源I1、恒流源I2和恒流源I3，恒流源I1设置在浮地端，恒流源I2设置在高压端，恒流源I3设置在输出端。本实用新型用低成本，实现了高精度，宽范围的电压采样跟随通用电路，可以广泛应用于高压宽范围电压跟随器领域。

技术领域

本实用新型涉及一种宽输入电压的高精度电压跟随器，属于微电子技术领域。

背景技术

在高电压输入情况下，比如在新能源汽车及其他工业领域，在电源电压为6到40伏，要实现对一个输入范围很宽的电压进行高精度的跟踪并且输入到电路内部方便后续处理，特别是在电池管理系统中(BMS)，需要高精度的实现高电压的采样输入，而由于新能源汽车的电池是由多节电池串联而成，串联电池的电压根据节数的不同，会使需要检查的电压有很大的变化范围。因此，高精度宽范围的电压跟随器就成为必需。

由于现有的集成电路中的MOS器件一般栅源电压(Vgs)就在5V或者以下，当输入电压大于5V的时候，普通的由运算放大器构成的电压跟随器(buffer)电路就不能满足要求了。为了实现对高压的检测，也可对被检测的高压进行电阻串分压处理为适当的低电压，进而用低压的器件构成的电压跟随器来处理，但使用分压电阻，不仅影响跟随器精度，而且会使被采样电路损失额外电流，改变被采样电压的负载情况，从而影响电压采样精度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可实现宽范围高精度的高压电压采样的电压跟随器。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种宽输入电压的高精度电压跟随器，其包括耐高压的NMOS管M10、耐高压的NMOS管M11、运算放大电路、钳位电路和恒流源，所述NMOS管M10为电压跟随器的输出级连接电压输出端，NMOS管M11为电压跟随器的输入级连接电压输入端，所述运算放大电路是由多个低压器件构成的标准运放电路，该运放电路分别连接电压输入端、高压端和浮地端，且其两端间最大压差通过所述钳位电路进行钳制，所述恒流源为电路提供恒定的电流，其包括恒流源I1、恒流源I2和恒流源I3，所述恒流源I1设置在浮地端，恒流源I2设置在高压端，恒流源I3设置在输出端。

进一步的，所述运算放大电路是由低压场效应管M1，M2，M3，M4，M5，M9和M12构成的标准运放电路，其中场效应管M1、M2、M5和M9为PMOS管，场效应管M3、M4和M12为NMOS管；PMOS管M5和M9的源极通过恒流源I2连接高压端VB，NMOS管M3、M4和M12的源极分别连接浮地端Vlow和恒流源I1。

进一步的，所述恒流源I1的输入端连接浮地端Vlow，输出端接地；所述恒流源I2的输入端连接高压端VB，输出端连接；所述恒流源I3的输入端连接NMOS管M10的源极，输出端接地。

进一步的，所述恒流源I1为60uA，恒流源I2为40uA，恒流源I3为10uA。

进一步的，所述PMOS管M9的栅极连接PMOS管M5的栅极、漏极连接NMOS管M10的栅极以及NMOS管M12的漏极，所述PMOS管M5的漏极连接PMOS管M1和M2的源极，PMOS管M1和M2的漏极分别连接NMOS管M3和M4漏极，且PMOS管M1的栅极连接电压输入端，PMOS管M2的栅极连接电压输出端。

进一步的，所述钳位电路由NMOS管M6，M7和M8通过栅极漏极相连的方式组成，且NMOS管M6的源端和NMOS管M8的源端分别连接在恒流源I1的输入端和恒流源I2的输出端。